LTE语音技术

LTE语音技术（精选6篇）

LTE语音技术 第1篇

一、VoIP技术概述

随着电信传输网的光纤化及数据通信分组化的发展,特别是IP技术在数据领域的巨大成功,语音技术的IP承载逐渐被人们所关注,并已逐渐商用。IP承载语音都需要重点考虑以下两个重要因素:

(1)语音处理技术。

IP网络中的语音处理技术需解决两个问题:一是要在保证话音质量的前提下尽可能降低编码比特率,这主要涉及话音编码技术,包括静音检测;二是要在IP网络环境中保证一定的通话质量,通话质量的解决则主要涉及分组丢失补偿和回波抵消技术。其中第一个问题相对重要,即什么样的话音编码技术最适合VoIP。实际应用中,话音编码的要求可用编码器的四个主要属性来表示,即比特率、时延、复杂度和话音质量。降低比特率是话音编码的主要任务,它直接关系到传输资源的有效利用和网络容量的提高。

(2)IP语音通信协议。

IP语音通信协议主要包含以下几个部分:话音通信控制协议、语音信息的传送协议及实时控制协议。语音通信控制协议相对于电信网中的呼叫控制信令;语音信息的传送协议规定了话音分组如何封装、复用和传送,包括具有静音检测功能的各种话音编码分组如何组装和标识,由于话音分组必须采用实时传送,不允许有大的时延,因此无法采用重发校错机制的TCP作为其运输层的协议,只能采用UDP协议。目前端到端语音通信协议比较成功且多采用SIP协议。

二、VoIP技术在LTE中的实现

2.1 LTE技术特点

LTE是世界范围内的新一代宽带无线移动通信技术,不同于以往的移动通信系统。在新的LTE系统架构下,LTE不再有支持实连接要求的网络架构。因此,LTE是分组网络,且该网络结构非常扁平,从接入网到核心网,只有两层架构,即基站和核心网两种网元结构。

2.2 LTE承载语音的协议

目前有两大协议支持实现VoIP,分别为ITU-T提出的H.323协议和IETF提出的SIP协议。但两种协议研究的出发点有所不同:H.323是在已有的PSTN基础上着重考虑与IP网络的互联,因此其协议复杂,同时语音的实现与承载媒体有很大的对应或依赖关系;SIP协议则重点把语音当作IP的一个应用,协议相对简单,且语音实现与承载媒体不需要很强的对应关系。目前,LTE已发展成为端到端的IP网络,语音可以看作LTE网络今后的一个应用,因此其语音协议只能选择SIP协议。

2.3 LTE承载语音的平台选择

为在分组域基础上实现语音及多媒体业务,3GPP在3G分组域上成功地构建了IMS(IP多媒体子系统)平台,本质上IMS采用的是新一代软交换技术。IMS平台技术实现了业务、控制及承载的完全分离,用户属性与接入无关等特性。这些特性在IMS上的体现解决了软交换技术无法解决的问题,如用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等。因此,从LTE发展的使命结合IMS平台技术特点,LTE承载语音将会采用IMS平台。

2.4 LTE承载语音需要解决的问题

确定了语音协议及控制平台等整体框架后,理论上说LTE可以传输语音了,下一步考虑的将是细节问题,主要涉及QoS。关于QoS需要考虑的因素包括语音编码、端到端总时延、接收端分组抖动时延、分组丢失率及无序分组等。

语音在IP传输是不能采用64kb/s的波形编码技术的。这种编码技最大特点是语音没有失真,但其编码速率太高,需要的网络成本代价太大;3G时代语音编码采用参数编码技术AMR,其编码速率在4.75～12.2kb/s内变化。随着各种媒体增值业务逐渐走向应用,AMR语音已经满足不了用户的需要,宽度语音和音频编码在电信级网络中越来越受关注。

语音电话是一种典型的交互类业务,据统计和调研,该业务对时延和时延抖动有严格要求,但对语音包丢失等有较强的容忍度。LTE是针对高速数据业务设计的系统,目前从LTE实验和商用网情况来看,其时延和时延抖动达不到VoIP电信级要求,因此一旦oIP用户量入网,这种数据率低的实时业务需要LTE系统在设计上进行改进,甚至需要引入新的技术才能减少时延和时延抖动。因此,基于IMS平台实现VoIP是LTE的终极目标,目前还不能实现。

2.5 LTE初期语音承载方案

在现有的LTE版本下,实现VoIP达不到电信运营条件,但市场要求LTE必须提供语音业务,那么运营商必须依赖现有实连接网络(如GSM、3G网络、CS域网络等)才能解决语音运营问题。

(1)双待机终端方案。

该方案的基本思路是双待机终端可以同时待机在LTE网络和2G/3G网络里,可同时从LTE和2G/3G网络接收和发送信号。在拨打电话时,该终端可自动选择从2G/3G模式下进行语音通信,LTE网络仅提供数据业务。该方案相对比较简单,终端芯片需要采用两个芯片(1个2G/3G芯片和1个LTE芯片)或多模芯片。由于双待机终端的LTE与2G/3G模式之间没有任何互操作,终端不需要实现异系统测量,因此LTE网络和传统的2G/3G网络没有信令接口要求,网络无需改造。

(2)CSFB方案。

CSFB方案基本思路是用户终端一般附着在LTE网络上,用户需要进行语音业务时可从LTE网络回落到2G/3G的电路域重新接入,并按照电路域的业务流程发起或接听语音业务。该方案要求网络互通,需要提供信令支撑,还要对现有网络架构改造,以实现SGs关联。SGs关联在CSFB技术中起着桥梁作用,能够将两个不同的系统联系起来,实现用户在不同系统间的语音业务连续。为实现SGs关联,首先,现网MSC需要新增与MME的SGs接口,现网3G网络SGSN需要新增与MME的S3接口;其次,现网2G/3G网络的无线子系统,包括BTS NODEB,BSC及RNC等,需要增加LTE的邻小区配置;再者,为使终端在CSFB到2G/3G网络的语音业务结束后,尽快回到LTE网络,原有网络的无线子系统需要支持Fast Return功能;最后,为了优化终端从LTE回落到2G/3G的延迟,原有网络的无线子系统需要支持RIM功能。

三、总结

CSFB方案和双待机方案共同点是语音业务均由现有的2G/3G网络提供。两者不同点是CSFB方案以数据业务优先;双待机方案在TDD-LTE和2G/3G网络下同时待机,能及时提供数据和语音业务。在LTE建设初期,运营商选择何种方案提供语音业务,需要结合建网成本、终端的成熟度及语音向VoIP终极目标演进进度等综合因素后才能确定。

参考文献

[1]徐菲.透视LTE语音业务三大方案[N].人民邮电报,2013(01)

LTE语音技术 第2篇

CSFB, 即电路域回退, 具有CSFB功能的LTE终端位于LTE网络与2G/3G网络共覆盖区, 语音呼叫发生时通过将LTE语音业务回落至2G/3G网络电路域, 由2G/3G电路域为用户提供语音业务, 可以有效地在LTE部署初期为用户提供语音业务。[1]

本文针对CSFB中语音通话结束后快速返回LTE的技术进行了深入研究, 并针对一种特殊场景产生的问题进行了详细分析。

一、快速返回LTE的技术

目前中国移动采用的语音回落技术方案为R8 RRC Connection Release (R8重定向) , 即通过R8重定向方式回落GSM网络并发起呼叫 (或者被叫) , LTE网络在下发的RRC Connection Release消息中携带配置GSM邻区的频点, UE通过测量接入目标GSM小区, 在GSM小区上建立通话。

在通话结束后, 返回LTE的技术包括小区重选、快速返回。小区重选, 返回LTE时延为7-22s, 移动场景下返回时延可达1min以上, 在重选过程中, 将引入不可及时间约16s, 影响用户体验[1]。因此一般采用快速返回技术 (Fast Return, 简称FR) , 包括网络FR、终端自主FR。

(1) 网络FR:手机根据GSM网络的Channel Release消息中携带的频点对LTE网络进行脱网重搜, 如果搜索不到目标LTE频点, 将开始全频段搜索, 可能带来30s以上的不可及时间。

(2) 终端自主FR:手机挂机后优先返回之前驻留的频点。不同芯片处理器自主FR实现原理有所不同。

(1) 高通芯片:挂机后搜索记忆的4G频点实现返回, 开关机不丢失记忆的频点, 若自主FR失败, 定时器超时后返回2G。

(2) 海思芯片:在2G通话中测量4G频点, 挂机后搜索满足要求的4G频点返回, 若无4G频点满足要求, 挂机后驻留2G。

各款终端自主FR性能差异不大, 性能较为稳定, 返回时延约为0.4-1.7s。

中国移动目前采用终端自主FR技术, 不采用网络FR。对于不支持终端自主FR的终端, 或者特殊场景下自主返回失败时, 终端需驻留2G, 按照2G-3G-4G桥接重选来返回4G。即:终端驻留2G, 根据2G广播TDS邻区信息返回3G, 再根据TDS广播的LTE邻区信息返回4G。在此情况下, 2G-3G-4G返回时延可能大于10秒, 且如终端位于有2G/4G覆盖但无3G覆盖区域, 将无法返回到4G。

二、特殊场景下无法快速返回4G的分析

前期进行CSFB测试时, 在一些场景下, 即使网络邻区数据配置正确, 且4G手机为终端自主FR的手机, 4G用户挂机后也无法快速返回4G, 下面针对此类情况进行分析。

2.1问题描述

在CSFB测试中, 发现部分场景下4G用户拨打有通话签名业务的用户, 挂机后一般要等待几秒甚至十几秒才能从2G返回4G, 而拨打未有通话签名业务的普通用户, 挂机后可以快速返回4G (1秒内) 。具体的测试场景分别如下4种:

a、爱立信MSC SERVER下测试, 通话时长少于30秒, 4G手机挂机后需等待一段时间才能返回4G;

b、爱立信MSC SERVER下测试, 通话时长大于30秒, 通话结束后可以快速返回4G;

c、华为MSC SERVER下测试, 通话时长小于20秒, 挂机后需等待一段时间才能返回4G;

d、华为MSC SERVER下测试, 通话时长大于20秒, 通话结束后会快速返回4G。

不同MSC SERVER下CSFB测试, 通话时长长短会影响返回4G的速度。

2.2原因分析

可能原因列举如下:

1、测试的4G手机不支持终端自主FR;

2、参数配置错误;

3、其他深层次原因。

原因1分析:测试手机不支持终端自主FR, 但是测试手机均为国行版iphone5s, 已确定该手机可以实现终端自主FR。

原因2分析:参数配置错误, 但是呼叫未有通话签名的用户, 挂机后可以快速返回4G, 说明MME、MSS之间的SGS接口数据正常, 2/3/4G邻区关系配置正确。

原因3分析:抽取上述4个场景中场景a进行分析, 已达到举一反三的效果。

(1) 为找出呼叫有通话签名的用户与未有通话签名的用户的差异性所在, 特在爱立信MSS下进行拨测 (通话时长少于30秒) 并进行信令追踪, 追踪结果图1所示:

因为挂机返回4G需手机释放所有无线资源后才能开始, 所以重点查看了释放连接部分, 发现19:36:28就已结束通话, 此时MSS向手机终端发送disconnect消息, 手机终端在同一时刻也回送了release消息, 但在19:36:39, 也就disconnect11秒后MSS向手机终端发送release complete消息, 释放连接, 接着才有清除命令, 至此, 所有的无线资源才释放完成, 手机才开始返回4G。

在19:36:39发送release complete消息前, 还有一条消息Abort_dtid, 且多次拨测均能看到此Abort消息, Abort原因值都是3, 而拨打未开通通话签名业务的号码则没有此Abort消息, 因此可以确定跟通话签名业务有关。

(2) 为进一步分析原因, 首先了解被叫签名流程:

1) 移动用户A拨打用户B (B为通话签名用户) 时, 签名系统将自动检测到A发起到B的呼叫状态;

2) 通话签名系统对用户B进行鉴权并从用户B预先设定好的签名模板中检索出符合条件的签名后, 通话签名系统通过USSD实时消息或短信将用户B的签名信息推送到用户A的手机上;

3) 用户A的手机上显示出用户B的通话签名信息, 之后电话接通。

简单归纳, 通话签名业务的流程为通话签名系统->USSD中心->HLR->MSS->手机终端。

(3) 因使用USSD进行信息推送, 故可以参考USSD中心发起的USSD流程 (USSD Center->HLR->MSC->MS) 来分析问题。

根据该流程, USSD中心发送通话签名给主叫手机, 主叫手机返回响应消息后, USSD中心应向MSS发送MAP_CLOSE_IND, 以结束USSD中心与HLR、HLR与MSS之间的会话, 并由MSS向手机发送release complete消息, 释放连接。

对比图1拨测抓取的信令流程, 在register、facility、unstructuredss-notify响应消息完成后, 并没有MAP_CLOSE_IND、release消息。而查看上述所提到的Abort消息, 该消息的会话ID跟unstructuredss-notify响应消息中的会话ID一样, 说明没有发送MAP_CLOSE_IND消息, 而是满30秒后由USSD中心发送Abort消息中止此次会话, 连接才释放。

(4) 接着分析USSD中心未发送MAP_CLOSE_IND而是发送MAP_Abort的原因。通话签名业务平台-USSD中心-手机终端的信令流程如图2所示:

在通话签名业务平台发送END/RELEASE给USSD中心后, USSD中心才会发送MAP_CLOSE_IND给MSS、手机终端。查看USSD中心抓取的信令, 发现通话签名业务平台-USSD中心之间有begin、continue消息, 但是通话签名业务平台并没有发送END消息给USSD中心, 致使USSD中心等待30秒后超时发送MAP_ABORT消息中止此次会话。

综上所述, 要使挂机后快速返回4G, 除了释放语音通话占用的无线资源外, 还必须释放USSD业务所占用的这部分无线资源, 流程上的通话签名业务平台、USSD、MSS等3个环节都可以结束流程会话来实现:

1) 通话签名业务平台按照流程规范向USSD中心END消息, 接着USSD中心向MSS返回MAP_CLOSE消息, 以结束整个会话, 释放USSD业务所占用的无线资源;

2) 通话签名业务平台若不发送END消息, 爱立信MSS自身也不会发送MAP_Abort, 则由USSD中心30秒后自行发送MAP_Abort结束整个会话, 释放无线资源, 这是通话时长小于30秒需要等待一段时间才能返回4G的原因, 因为必须要等到USSD发送MAP_Abort结束会话后才能返回4G。

(5) 针对场景b (爱立信MSS下通话时长大于30秒) , 因为在通话过程中已由USSD中心发送MAP_Abort结束整个会话, 释放了通话签名业务占用的无线资源, 挂机后无需再等待此部分无线资源的释放, 只要释放语音通话占用的无线资源即可快速返回4G。

(6) 针对场景c (华为MSS下通话时长小于20秒) , 华为MSS有一个软件参数 (P184 BIT14) 可以控制MSS收到手机终端返回的USSD NOTIFY正常响应时, MSS给USSD中心发送何种消息响应。

参数=0:给USSD中心发送MAP SERVICE RSP+MAP DELIMITER REQ

参数=1:给USSD中心发送MAP SERVICE RSP+MAP CLOSE REQ

现网该软件参数配置为0, 即未发送MAP_CLOSE消息, 而华为MSS还有个内部定时器, 该定时器20秒超时, 超时后MSS向USSD中心发送MAP_ABORT消息, 结束会话。

因此华为MSS下通话时长小于20秒挂机后需等待定时器超时后才能发送MAP_ABORT消息来结束会话, 以此释放通话签名业务占用的无线资源, 最后才能返回4G。

(7) 针对场景d (华为MSS下通话时长大于20秒) , 因为在通话过程中已由华为MSS发送MAP_Abort结束整个会话, 释放了通话签名业务占用的无线资源, 挂机后即可快速返回4G。

2.3解决方案

由上述原因分析, 可以得出以下解决方案:

1、通话签名业务平台进行改造, 实现按照流程规范向USSD中心回送END消息, 以结束整个会话。该平台改造后再次在爱立信、华为MSS测试, 已可看到MAP_CLOSE消息, 通话时长无论长短, 挂机后均可快速返回4G。

2、USSD中心将定时器30秒改为2秒, 这样即使通话时长仅为几秒, 挂机后也能快速返回4G, 但是此方案毕竟修改USSD中心, 可能造成USSD中心其他业务受到影响, 因此不建议修改USSD中心定时器。

3、将华为MSS软件参数 (P184 BIT14) 由0改为1, 华为MSS将会自动发送MAP_CLOSE消息, 同时释放通话签名业务占用的会话连接。已选取一套华为MSS进行测试, 修改该软参后, CSFB 4G手机拨打有通话签名业务的用户, 挂机后可以实现快速返回4G。爱立信MSS则无参数可以修改。

三、结束语

本文首先研究了CSFB语音解决方案中返回4G的几种技术, 然后针对部分特殊场景下未能快速返回4G的原因进行了分析, 以此为其他省公司提供经验参考, 实现全网用户业务感知的提升。

摘要：研究了CSFB语音解决方案中返回4G技术, 然后针对部分特殊场景下未能快速返回4G进行了分析, 最后给出解决方案。

关键词：LTE,CSFB,FR

参考文献

LTE语音业务解决方案 第3篇

一、双待机解决方案

双待机解决方案的设计思想是终端能同时驻留在LTE和2/3G网络中, 可以同时从LTE和2/3G网络接收和发送信号, 终端发起语音业务时, 自动选择2/3G网络, LTE网络仅用于数据业务。双待机解决方案对现有的网络没有影响, LTE网络和传统的2/3G网络之间也不需要支持互操作, 这种解决方案不是电信运营商提供的网络解决方案, 不利于电信运营商对网络的管控。双待机解决方案要求终端能具有同时驻留在LTE和2/3G网络中的能力, 这会增大终端的能耗和信号干扰, 对终端要求很高。

二、CSFB解决方案

CSFB方案的设计思想是在LTE网络部署初期, LTE网络主要满足高速解决数据业务需求, 语音业务则利用现有的完善的2/3G网络来解决。当用户需要进行语音业务时, 需要从LTE网络回落到2/3G网络, 按照传统的语音业务进行呼叫。CSFB终端是一种多模单待终端, 同一时刻只能驻留在一张网络中。为实现回落功能, 需要在LTE核心网MME网元和2/3G核心网MSC Server之间新建SGs接口, 以处理EPC和CS域之间的移动性管理和寻呼流程。其网络结构如图1所示。

CSFB方案下, 终端需在LTE网络和2/3G网络下联合注册, 联合注册步骤如下:

(1) 终端首先向LTE核心网的MME网元发送附着请求, 消息中包含CSFB能力指示;

(2) MME收到消息后, 先进行EPC附着, 同时查询HLR获得CS域VLR信息;

(3) MME通过SGs接口向VLR发起位置更新请求 (也可以建立TAI到LAI的映射关系, 计算出LAI值) ;

(4) VLR收到后会把该用户标记为已经完成EPC附着, 保存MME的IP地址, VLR创建并保存用户VLR和MME之间的关联;

(5) MSC Server/VLR发起CS域位置更新, 把用户的TMSI和LAI发送给MME;

(6) MME中建立SGs关联, 并把TMSI、LAI发送给UE, 联合附着成功。

CSFB方案下, 用户在发起/接收呼叫时, LTE核心网均需通知终端回落到2/3G网络发起/接收呼叫, 短信业务则直接通过SGs接口发送至MSC Server, 由2/3G核心网疏送到短信中心。

CSFB方案主叫业务流程如下:

(1) 终端发送服务请求消息到MME (消息中包含CSFB) ;

(2) MME通知e Node B, 该用户要回落到CS域进行语音呼叫, 选择一个合适的目标小区, 回落到CS域进行语音呼叫;

(3) 回落的CS域后, 执行普通的CS域语音接续流程。

CSFB方案被叫业务流程如下:

(1) 呼叫到达MSC Server, Server把呼叫信息通过SGs接口转给MME;

(2) MME将寻呼信息通过LTE网络转给用户, 并向Server返回业务请求信息, 触发Server停止发送寻呼信息, 并给主叫用户发送回铃音;

(3) 被叫用户根据网络侧告知的相关信息回落的2G/3G网络, 并向CS域核心网发送寻呼应答信号, 接收呼叫。

CSFB技术需要对现网的CS域核心网的MSC Server进行升级, 以支持SGs接口, 需对现网2/3G网络的无线子系统增加LTE的邻区配置。同时, 为解决CSFB技术延时问题, 需要部署Fast Return功能和RIM功能, 需对无线网进行升级。

从技术特点上看, CSFB是一种较为成熟和理想的过渡方案, 可以很好的保护现网的投资, 但是为解决CSFB时延问题, 需要对现网进行大量的升级。

三、Vo LTE解决方案

Vo LTE是电信运营商目标网解决方案, 设计思想是将LTE语音业务控制交给IMS (IP多媒体子系统) , LTE网络实现业务承载, PCC则实现业务的Qo S和策略计费控制, 基于IMS提供分组域的语音、视频等业务。

Vo LTE方案下, .终端同一时刻只能在一张网络上进行业务 (LTE或者2/3G) , 当终端在LTE覆盖区域内, 数据和语音业务都承载在LTE网络。当终端在2/3G网络覆盖区内, 由2/3G网络为其服务。当终端在LTE网络和2/3G网络互切换时, 需要部署SRVCC方案, 将LTE网络的IP语音自动切换到传统的2G/3G网络。Vo LTE其网络结构如图2所示。

Vo LTE方案下, 需对IMS、2/3G、LTE核心网进行改造:

(1) 对2/3G的MSC Server进行升级改造和功能增强, 支持SV接口及IMS会话切换发起功能;对HLR进行三和一改造, 支持2/3G、LTE、IMS用户共HLR; (2) 对IMS的SBC进行改造, 支持ATCF/ATGW功能, 支持会话和信令锚定功能;增开SBC到PCRF的Gx接口, 支持会话绑定功能; (3) 新建AS, 支持SRVCC功能。

四、OTT解决方案

OTT (Over The Top) 解决方案仅利用运营商LTE网络作为承载通道, 采用私有或开放的架构实现语音、视频等多媒体通信业务 (例如Google Talk和Skype软件进行语音通信) 。这类业务与Vo LTE在业务内容和用户感知上有一定的相似性, 其主要区别是OTT方案在互联互通、漫游、业务质量保障等方面仍有所欠缺。

LTE的高带宽、低时延已经满足了OTT语音的基本要求, 但这种方式会对运营商传统语音收入造成很大的冲击, 运营商普遍对该方式持审慎态度。

五、LTE语音业务解决对比分析

LTE语音业务解决方案对比分析如表1所示。

LTE语音业务解决方案对业务的支持分析如表2所示。

六、结束语

随着LTE网络的建设, 电信运营商核心网层面已经逐步向2/3/4G融合核心网架构演进。在LTE网络演进过程中, 双待机语音业务解决方案和CSFB的语音业务解决方案将在网络演进过渡阶段发挥重要作用, Vo LTE语音业务解决方案也有加速迹象, 但Vo LTE方案依然有大量细节问题需要进一步研究解决。

参考文献

[1]魏克军, LTE语音业务解决方案——CS Fallback技术分析与探讨[J], 电信技术, 2011, 8:004

[2]李旭, LTE语音解决方案[J], 中国信息化, 2012 (18)

[3]李波, LTE语音业务相关技术和建议[J].邮电设计技术, 2012, 1:003

LTE语音技术 第4篇

LTE是由3GPP指定的基于UMTS技术标准的长期演进计划。具有高速率、低时延、多带宽灵活组网等特点。可以给用户带来良好的数据业务体验。

LTE网络采用扁平化IP组网接口, 自身无CS域, 只能通过VOLTE实现语音通话功能。但是前期LTE覆盖不完善的情况下, 为了满足用户语音业务的需求, 需要选择过渡方案, 即CSFB方案, 提升用户体验, 同时可以保护现有的3/2G网络投资。

目前LTE语音业务解决方案主要为3种:CS Fall Back架构、SRVCC架构、VOLTE架构。三种架构根据LTE覆盖规模进行演进。

当LTE覆盖不完善时, 主要采用CSFB架构, 当LTE覆盖初具规模, 但部分区域未连续覆盖时, 采用SRVCC架构, 实现VOLTE与3/2G网络切换, 当LTE网络已达到连续覆盖条件下, 采用VOLTE架构, 通过EPC侧IMS实现语音业务功能。

二、CS Fall Back方案简介

CSFB是3GPP R8中CS over PS研究课题的成果之一。该研究课题提出的背景是LTE和CS双模终端的无线模块是单一无线模式, 即具有LTE和3G/2G接入能力的双模或者多模终端, 在使用LTE接入时, 无法收/发电路域业务信号。

为了使得终端在LTE接入下能够发起话音等CS业务, 以及接收到话音等CS业务的寻呼, 并且能够对终端在LTE网络中正在进行的PS业务进行正确地处理, 产生了CSFB技术。

在建设LTE网络初期, 如果运营商已经有成熟的3G/2G网络, 结合LTE网络的部署策略, 可以采用原有的CS域语音方案来提供语音服务, 而LTE网络仅处理数据业务。这种情况下, 采用CSFB技术, 即LTE覆盖下的终端在处理语音业务时, 先回退到CS网络, 在CS网络处理语音业务;这样就达到了重用现有的CS域设备来为LTE网络中的用户提供传统的语音业务的目的。

对CSFB流程共有两种实现方式, 即PSHO方式和重定向方式。当PSHO功能激活后, 若满足PSHO的条件, 则语音业务优先执行PSHO流程, 否则执行重定向的流程。

对LTE终端主被叫业务来说, 当终端有语音业务建立请求时, 由MME来指示e NB需采用的CSFB方案。依据相应功能是否激活及UE能力, e NB决定执行哪种类型的CSFB。同样CSFB设置中的优先级也会被考虑:若优先级高则被视为紧急呼叫, 否则即被作为一般呼叫进行处理。

2.1 R8重定向方案简介

采用R8重定向的流程, 则e NB即给UE发出RRC连接释放消息, 此消息中携带了相应RAT的相应小区的频点信息。而对终端来讲, 当收到此消息后, UE开始搜索相应小区且登录相应网络, 在此网络下继续建立相应的语音业务。

基于重定向的CSFB架构优点在于实现方法简单, 但是此过程中PS业务会中断, 对数据业务造成一定影响。

2.2分组业务切换方案简介

对LTE网络, B2事件是用于PSHO测量的, 但对电路域回落到WCDMA网络的情形则LTE无线网络环境就没有任何意义了, 因为无论信号的强度如何终端必须离开LTE网络, 鉴于此原因则B1事件被使用, 即只考虑其他RAT无线环境。

依据此功能, e NB检查UE的B1事件测量是否支持, 若支持, 则e NB开始要求终端进行测量且对B1事件的监控时间开始启动, 在监控时间内UE测量到了合适的小区则基于PSHO方式的CSFB启动。

若UE不支持B1事件、或B1事件监控时间超时了、或目标小区列表是空的、或UE不支持PSHO方式、或网络侧禁止PSHO方式, 则e NB触发到G或W网络的基于重定向方式的CSFB流程。

如果在B1事件监控时间之前终端提供了B1事件的测量结果, 则e NB从目标小区列表中选择合适的目标小区执行PSHO。

若PSHO流程失败, 则触发基于重定向方式的CSFB流程。

基于分组业务切换的CSFB优势:

快速, 仅需0.4秒额外时延, PS业务不中断;

准确, 基于UE测量选取当前位置最佳邻小区;

成功率高, LTE通知3G邻小区预先为切换分配无线资源, 分配成功后才通知终端切换;

可靠, 终端始终处于连接状态, 无需断开网络。

三、总结

采用基于CSFB的LTE语音业务解决方案的时延相对于普通语音业务时延仅高出1s左右, 对普通语音用户的基本无影响。

LTE建网初期采用此方案对网络建设需求最低, 并且同时保护了3/2G的投资。但是对多网之间协同优化要求较高。需要后期对4/3/2G多网协同优化提出了较高的要求。

参考文献

[1]魏克军:LTE语音业务解决方案_CSFB技术分析与探讨

[2]王维星:CSFB优化技术交流

[3]中国移动通信组织处:CSFB语音方案汇报

TD-LTE网络语音业务实现方案 第5篇

1 多模双待

多模双待终端, 数据业务和语音业务分别由不同网络承载。终端开机数据业务在TD-LTE网络注册, 语音业务在TD-SCDMS/GSM网络注册, 通过TD-LTE网络使用数据业务, 语音业务直接从2G或TD网络发起请求, 不影响数据业务的正常使用。

1) TD-LTE/TD-SCDMA的数据和GSM的语音可同时待机及并发业务。2) 无TD-LTE覆盖时, 终端变为TD-SCDMA+GSM双待机模式。3) 语音、短信等电路域业务由2G或3G网络承载。4) TD-LTE模式仅提供数据业务。5) 无TD-LTE与TD-SCDMA时, 由GSM网络承载数据业务。

2 多模单待CSFB (语音回落)

此种模式下:

终端开机时执行TD-LTE网络与TD-SCDMA/GSM网络联合注册, 最终待机在TD-LTE网络。当有语音业务时, 终端从TD-LTE网络回落到TD-SCDMA或GSM网络, 此时正在进行的数据业务中断, 语音业务结束后终端再返回到TD-LTE网络, 继续进行已中断的数据业务。

1) 终端开机后在TD-LTE及GSM/TD-SCDMA网络通过SGs接口联合注册, 最终驻留在TD-LTE网络。

2) 需要建立语音业务时, TD-LTE网络导引终端“回落”至TD-SCDMA或GSM网络, 建立语音业务。

3) 语音业务结束时, 通过终端自主返回或2G3G4G桥接重选至TD-LTE网络。

4) 此方案是3GPP框架内的标准方案, 也是在Vo LTE成熟部署之前的解决方案。

实现CSFB功能需要在MME (移动性管理实体) 与MSC (交换机) 服务器之间引入SGs接口。终端附着在LTE, 同时通过SGs附着在CS域, 使得其他用户可以呼叫该终端, 这样终端就可以优先驻留在LTE网络以享受高速数据业务, 需要语音服务时返回TD-SCDMA或GSM网络发起语音呼叫。

3 VOLTE (SR-VCC, 单射频语音连续呼叫)

此种方案是3GPP框架内的标准方案, 也是最终方案, 基于分组域提供IP语音业务, 以实现在TD-LTE网络上承载高清语音、高清视频等数据业务以及与GSM/TD-SCDMA语音互通。

1) Vo LTE由IMS提供呼叫控制和业务逻辑。Vo LTE的信令和媒体经EPC (LTE核心网) 路由至IMS网络, 由IMS提供会话控制和业务逻辑。

2) Vo LTE由EPC提供高质量的分组域承载。在Vo LTE中EPC作为IMS的接入网, 通过全球统一的专用APN (‘IMS’APN) ) 及独立承载为用户提供区别于普通数据业务的Qo S保障。

3) 连续覆盖前Vo LTE可通过e SRVCC (增强型SRVCC) 保障呼叫连续性。Vo LTE终端在通话过程中漫游至无LTE覆盖的区域时, 通过e SRVCC将当前呼叫切换至GSM/TD-SCDMA, 此时GSM/TD-SCDMA网络作为IMS的接入网。

4 总结

上述三种方案, 多模双待对现有网络基本没有改造要求, 多模单待需在TD-LTE核心网与GSM/TD-SCDMA核心网之间引入SGS接口;VOLTE需引入IMS并对现网进行改造。

综合考虑TD-LTE网络初期客户的需求、网络建设成本, 建议采取单模双待和CSFB语音两种方案。单模双待对终端的要求较高, 数据与语音同时进行易产生干扰, 并且双系统待机对电池的续航能力要求较高。CSFB从2G返回到LTE对终端芯片的处理速度要求较高。但随着终端厂商研发力度的加大, 这两种方案均比较成熟, CSFB回落与返回较直接在2G呼叫增加的时间在5秒之内, 可满足感官需要。

摘要：为确保现有移动用户良好的语音业务感知, 考虑网络成本以及实现方式的复杂性, 本文提出了LTE网络初期语音实现方案。

LTE语音技术 第6篇

关键词：LTE核心网,EPC语音,解决方案

网络应用技术的成熟以及移动数据业务需求的不断增长推动了4GLTE的发展进程, LTE部署已经进入探索关键期, 以GPRS架构为基础的LTE/EPC语音的快速演进, 在一定程度上证明了用户对语音通信业务的刚性需求, 当前各大运营商正在根据用户长期养成的使用习惯在部署LTE/EPC, 进而实现对传统语音业务的继承。

一、LTE核心网EPC语音解决方案

LTE核心网EPC语音解决方案包括SVLTE、CSFB、Vo IMS和0TT四种, SVLTE是初期独立建网普遍采用的一种解决方案, 该方法对数据业务的部署, 语音仍由传统电路交换网络提供, 数据业务优先使用LTE业务, 语音业务使用2G/3G网络;CSFB是一种驻扎在LTE终端中的“单待”语音业务解决方案, 基于3GPP标准下的SGs接口来执行位置更换和两盒鉴权操作, 需要2G/3G网络全覆盖, 并对与LTE有关的MSC Server进行整体升级改造;Vo IMS也是一种3GPP定义的LTE终端中的“单待”语音业务解决方案, 该方案是实现富通信业务的基础, 允许语音呼叫切换;0TT是以LTE网络为载体来构建框架, 具有完全开放性的特点, 这一方案对传统语音业务的冲击最大, 而且价格较低, 更能够吸引用户使用[1]。

二、LTE语音部署策略及SRVCC解决方案

1、LTE语音部署策略。

LTE/EPC的部署除了要受到技术因素影响外, 资本投入、终端产业链支持状况、网络发展战略定位等因素的影响也不容忽视, 该语音解决方案在业务体验、产业情况适用场景等方面均存在很大差异。在多模双待、CSFB和SRVCC的业务体验中, 其语音和承载业务均能够并发;而在产业情况中, 多模双待并无明确标准;对网络改造的要求存在较大的差异, 多模双待对现有2G网络改造较小, CSFB需要LTE覆盖区MSC升级来支持SGs接口, SRVCC则需要部分MSC升级来支持统LTE的切换;在适应场景中, 多模双待更适用于LTE/EPC建网初期, 以便快速推出语音业务, CSFB可适用于建网的初期和中期, 实现的是小范围覆盖, SRVCC可在商用阶段铺设, 实现LTE大面积的连续覆盖;三者也都存在着一定的问题, 多模双待的终端待机时间短、营销成本高且用户感知差, 最主要的问题是不利于网络演进, CSFB也没有从根本上解决LTE业务的问题, 会影响到用户的体验并难以通过常规的网络优化来改善, 目前前景较好的部署策略是SRVCC, 但是也要面临IMS网络部署、现网升级改造等问题, 解决方案存在一定的压力, 而且自身性能需要进一步的验证[2]。

2、SRVCC解决方案。

SRVCC技术的实现需对网络结构中的网元进行升级改造, 其具体流程为: (1) 基于GTPv2协议, 2G/3G新增e MSC与MME之间要增设Sv接口和IWE网元, 并基于UDP/IP协议引入S102接口, 用于发送2G/3G与LTE切换时的鉴权信息, 完成确认等流程; (2) EPC核心网中MME升级支持S102接口向IWS发起SRVCC切换请求, 完成SRVCC与PS切换; (3) IMS核心网新增SCC AS作为信令锚点协助完成2G/3G到LTE语音的切换; (4) HSS新增用于SRVCC的参数及C-MSISDN。SRVCC业务流程为: (1) 在LTE发起IMS注册时, SCC AS可分配STN-SR, 同时更新到IMS-HSS上, 再通过IMS-HSS传递给EPC-HSS, 最后更新到已注册的MME; (2) 在终端通话过程中, 根据网络状况, E-UTRAN可指示MME执行SRVCC切换, 然后在根据当前承载业务的实际状况决定是否对数据业务和语音业务进行切换, SRVCC在切换过程中要转发相关参数给e MSC; (3) e MSC向IMS域发起SIP会话切换, 并完成向CS域发起无线侧承载的切换流程; (4) 待完成CS域承载资源准备后, 通过Sv接口向携带CS切换命令信息的MMS发出通知, 指示UE开始切换[3]。在整个业务流程中, IMS侧切换与无线侧切换部分并发, 保证了SRVCC的切换成功率, 但是该解决方案仍然会影响到用户的感知, 因此还需要对这一方案进行优化, 通过增加媒体锚定, 形成e SRVCC方案, 即在原方案网络架构基础上增加媒体锚定/信令锚定网元, 该方案增强了SCC AS的功能, 但是MME、e MSC和UE的功能并未受到影响, 方案从整体上得到了优化。

结论:LTE/EPC是由2G/3G核心网演变而来, 就其本质而言, 是对传统业务的继承, 并非是技术革命, 但是需要考虑到如何继承传统业务、如何对现有网络进行保护以及用户粘度等问题, 因影响因素较多, 技术的选择策略也会不同, 多种解决方案并存的现状仍然会继续存在, 可以预见, 通过网络的互通和融合, 随着解决方案的不断优化, 全IP网络下的Vo IP终将成为现实。

参考文献

[1]徐菲, 杨红梅, 许慕鸿, 等.LTE语音三步走CSFB技术凸显便捷性[J].通信世界, 2013, 15 (7) :46-47.

[2]刘荷莉.基于环境感知的LTE语音业务切换方案研究[D].北京邮电大学, 2013.